完整版排水工程上册课后答案及例题.docx
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完整版排水工程上册课后答案及例题
第二章习题
1、某肉类联合加工厂每天宰杀活牲畜258T,废水量标准8.2m3/t活畜,总变化系数1.8,三
班制生产,每班8h,最大职工数860人,其中在高温及污染严重车间工作的职工占总数的40%,
使用淋浴人数按85%计,其余60%的职工在一般车间工作,使用淋浴人数按30%计.工厂居住区面积9.5×104㎡,人口密度580人/104㎡,生活污水量标准160L/人·d,各种污水由管道汇集送至污水处理站,试计算该厂的最大时污水设计流量.
解:
该厂的最大时污水设计流量Q=Q1+Q2+Q3
k·n·k
=··z=160×9.5×585×1.8
=24×3600=24×3600
A1B1K1+A2B2K22=T×3600
C1D1+C2D2
3600
860×60%×25×3.0+860×40%×35×2.5
8×3600
+860×60%×30%×40+860×40%×85%×60
+3600
=2.39+6.59=8.98L/s
m·M·kz
Q=
3T×3600
258×8.2×1.8×103=3600×24
=44.08L/s
Q=Q1+Q2+Q3=18.525+8.98+44.08=72.59L/s
2、下图为某工厂工业废水干管平面图。
图上注明各废水排除口的位置,设计流量以及各设计管段的长度,检查井处的地面标高,排除口1的管底标高为218。
9m,其余各排除口的埋深均不得小于1.6m。
该地区土壤无冰冻。
要求列表进行干管的水力计算,并将计算结果标注在图上。
解:
先进行干管的流量计算如下表:
干管水量计算表
管段编号
排出口设计流量L/s
转输流量
L/s
管段设计流量
L/s
1~2
9.78
0.00
24.28
14.5
2~3
12.4
24.28
36.68
3~4
14.6
36.68
51.28
4~5
9.5
51.28
60.78
5~6
8.7
60.78
69.48
6~7
12.8
69.48
82.28
干管水力计算表
管段编号
管道长度
L(m)
设计流量L/s
管径D
㎜
坡度I
流速
vm/s
充满度
降落量
I·L
(m)
标高(m)
埋设深度
(m)
hD
h
(m)
地面
水面
管内底
上端
下端
上端
下端
上端
下端
上端
下端
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1~2
74
24.28
300
0.0044
0.81
0.45
0.135
0.33
220.5
220.2
219.04
218.71
218.9
218.57
1.6
1.63
2~3
74
36.68
300
0.0048
0.94
0.55
0.165
0.36
220.2
219.9
218.71
218.36
218.55
218.19
1.65
1.71
3~4
50
51.28
350
0.0044
0.96
0.55
0.193
0.22
219.9
219.8
218.33
218.11
218.14
217.92
1.76
1.88
4~5
26
60.78
350
0.0046
1.02
0.60
0.210
0.12
219.8
219.65
218.11
217.99
217.90
217.78
1.90
1.87
5~6
59
69.48
400
0.0056
1.15
0.50
0.200
0.33
219.65
219.3
217.93
217.60
217.73
217.40
1.92
1.90
6~7
50
82.28
400
0.0054
1.18
0.55
0.220
0.27
219.3
219.2
217.60
217.33
217.38
217.11
1.92
2.09
3、试根据下图所示的街坊平面图,布置污水管道,并从工厂接管点至污水厂进行管段的水
力计算,绘出管道平面图和纵断面图。
已知:
1)
人口密度为400人/104㎡;
2)
污水量标准为140L/人·d;
3)
工厂的生活污水和淋浴污水设计流量分别为
8.24L/s和6.84L/s,生产污水设计
流量为26.4L/s,工厂排除口地面标高为
43.5m,管底埋深不小于2m,土壤冰冻线
为
0.8m.
(4)
沿河岸堤坝顶标高40m。
解:
(一)、在街坊平面图上布置污水管道
由街坊平面图知,该地区地势自西北向东南倾斜,无明显分水线,可划分为一个排水流域。
干管布置考虑到地势的高低,沿街道自北向南布置,主干管在城区的北面,可以充分利用地势高度,减少埋深,整个管道布置呈截流式形式布置,如下图。
二)街坊编号并计算面积将各街坊编号,并按各街坊的平面范围计算它们的面积,列入下表,用箭头标出各街坊污水的排出方向。
街坊面积
街坊编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
面积
7.5
7.5
6.4
6.4
6.4
6.4
6.4
6.4
(104㎡)
街坊编号
10
11
12
13
14
15
16
17
18
面积
6.0
6.0
6.4
6.4
6.4
(104㎡)
题中,人口密度为400人/104㎡,污水量标准为140L/人·d,则比流量为:
400×1404
q0=86400=0.65L/s1·04㎡
(三)、划分设计管段,计算设计流量。
污水主干管设计流量计算表
管段编号
居住区生活污水量Q1
集中流量
设计
流量
L/s
本段流量
转输流量q2
L/s
合计平均流量
L/s
总变化系数
K
z
生活污水设计流量
Q1
L/s
本段
L/s
转输
L/s
街坊面积
104㎡
比流量
q0
L/s1·04
㎡
流量
q1
L/s
1
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1~2
41.48
41.48
2~3
27.8
0.65
18.07
18.07
1.98
35.78
41.48
77.58
3~4
18.4
0.65
11.96
18.07
30.03
1.88
56.46
41.48
97.94
4~5
30.03
30.03
1.88
56.46
41.48
97.94
5~6
38.4
0.65
24.96
30.03
54.99
1.75
96.23
41.48
137.71
四)、水力计算
污水主干管水力计算表
管
管
设计
管
坡度
流
充满度
降落
标高
(m)
埋设深度
段
道
流量
径
I
速
量
(m)
编
长
L/s
D
v
h
h
I·L
地
面
水
面
管内底
号
度
㎜
m/s
D
(m)
(m)
上
下
上
下
上
下
上
下端
L
端
端
端
端
端
端
端
(m)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
1
12
13
14
15
16
17
0
1
1~2
320
41.48
350
0.0039
0.87
0.50
0.175
1.25
43.
42.
41.
40.
41.
40.25
2.0
2.65
5
9
675
425
5
2~3
220
77.58
400
0.0028
0.90
0.65
0.260
0.61
42.
42.
40.
39.
40.
39.54
2.7
2.951
6
9
5
425
809
165
9
35
3~4
180
97.94
450
0.0030
0.98
0.60
0.270
0.54
42.
42.
39.
39.
39.
38.95
3.0
3.341
5
3
769
229
499
9
01
4~5
680
97.94
450
0.0030
0.98
0.60
0.270
2.04
42.
41.
39.
37.
38.
36.91
3.3
4.281
3
2
229
189
959
9
41
5~6
280
137.71
500
0.0028
1.04
0.65
0.325
0.78
41.
40.
37.
36.
36.
36.08
4.3
4.42
4
2
5
189
405
864
0
36
第三章
1、从某市一场暴雨自记雨量记录中求得5、10、15、20、30、45、60、90、120min的最大
降雨量分别是13、20.7、27.2、33.5、43.9、45.8、46.7、47.3、47.7mm。
试计算各历时的最大平均暴雨强度I(㎜/min)及q(L/s·104㎡)
解:
由暴雨强度的定义和公式计算如下表:
最大降雨量(㎜)
降雨历时(min)
H
I=t(㎜/min)
q=167i(L/s10·4㎡)
13
5
2.6
434.2
20.7
10
2.07
345.69
27.2
15
1.81
302.83
33.5
20
1.68
279.73
43.9
30
1.46
244.38
45.8
45
1.02
169.97
46.7
60
0.78
130.00
47.3
90
0.53
87.77
47.7
120
0.40
66.38
2、某地有20年自记雨量记录资料,每年取20min暴雨强度值4~8个,不论年次而按大小
排列,取前100项为统计资料。
其中i20=2.12㎜/min排在第二项,试问该暴雨强度的
重现期为多少年?
如果雨水管渠设计中采用的统计重现期分别为
那么这些值应排列在第几项?
解:
观测资料的年数N=20,最后取了100项,每年选入的平均雨样数
2a,1a,0.5a的暴雨强度,
M=5
(1)i20=2.12㎜/min一项,m=2
3、北京市某小区面积共220000㎡(22ha),其中屋面面积占该地区总面积的30%,沥青道路面积占16%。
级配碎石路面的面积占12%,非铺砌土路面占4%,绿地面积占38%。
试计算该区的平均径流系数。
当采用设计重现期为P=5a、2a、1a及0.5a时,
试计算:
设计降雨历时t=20min时的雨水设计流量各是多少?
解:
∑F·ΨΨ=∑FiF·Ψi
=0.537
220000×30%×0.90+220000×16%×0.90+220000×12%×0.45+220000×4%×0.30+220000×38%×0.15
220000
降雨历时t=20min取不同的设计重现期时,暴雨强度计算如下表:
设计重现期
2001(1+0.811lgP)暴雨强度q=0.711(t+8)0.711
5a
293.33
2a
187.23
1a
187.21
0.5a
141.50
设计降雨量计算如下表:
t=20min;F=220000㎡;Ψ=0.537
设计重现期
2001(1+0.811lgP)暴雨强度q=0.711(t+8)0.711
设计降雨量Q=ΨqF(L/s)
5a
293.33
3465.4
2a
187.23
2211.94
1a
187.21
2211.70
0.5a
141.50
1671.68
4、雨水管道平面布置如图所示,图中个设计管段的本段汇水面积标注在图上,单位以104
㎡计,假定设计流量均从管段起点进入。
已知当重现期P=1a时,暴雨强度公式为:
暴雨强度
经计算,径流系数Ψ=0.6。
取地面集水时间t1=10min,折减系数m=2。
各管段的长度以
米计,管内流速以m/s计。
数据如下:
L1-2=120,L2-3=130,L4-3=200,L3-5=200,v1-2=1.0,v2-3
L/s?
(计算至小数后一位)
解:
汇水面积计算如下表:
设计管段编号
本段汇水面积104㎡
转输汇水面积104㎡
总汇水面积104㎡
1-2
2.30
0.00
2.30
2-3
2.10
2.30
4.40
4-3
2.42
0.00
2.42
3-5
2.20
6.82
9.02
各管段雨水设计流量计算如下表:
t1=10min;Ψ=0.6
设计管段编号
管长
汇水面积
流速
管内雨水流行时间(min)
集水时间
暴雨强度
20.154
设计流量
L(m)
F(104㎡)
m/min
Lt2=∑Lv
Lv
t=t1+t2
q=(t+18.768)0.784(㎜/min)
Q(L/s)
1-2
120
2.30
60.0
0.00
2.00
10.00
1.45
2.0
2-3
130
4.40
72.0
2.00
1.81
12.00
1.37
3.6
4-3
200
2.42
51.0
0.00
3.92
10.00
1.45
2.1
3-5
200
9.02
72.0
3.92
2.78
13.92
1.31
7.1
第四章习题
某市一工业区拟采用合流管渠系统,其管渠平面布置如图所示,个设计管段的管长和排水面积,工业废水量如下表所示,其他原始资料如下:
设计管段的管长和排水面积、工业废水量
管段编号
管长m
排水面积
104㎡
本段工业废水流量
L/s
备注
面积编号
本段面积
转输面积
合计
1-2
85
Ⅰ
1.20
20
2-3
128
Ⅱ
1.79
10
3-4
59
Ⅲ
0.83
60
4-5
138
Ⅳ
1.93
0
5-6
165.5
Ⅴ
2.12
35
1、设计雨水量计算公式
10020(1+0.56lgP)
暴雨强度q=t+36
设计重现期采用1a
地面集水时间t1=10min
该区域平均径流系数经计算为0.45
2、设计人口密度为300人/104㎡,生活污水量标准按100L/(人·d)计。
3、截流干管的截流倍数n0采用3。
试计算
(1)各设计管段的设计流量;
(2)若在5点设置溢流堰式溢流井,则5~6管段的设计流量及5点的溢流量各为多少?
此时5~6管段的设计管径可比不设溢流井的设计管径小多少?
解:
和区域的生活污水设计流量为:
设计人口密度为300人/104㎡,生活污水量标准按100L/(人·d)
区域
面积104㎡
人口(人)
生活污水量
L/d
L/s
Ⅰ
1.20
360
36000
0.42
Ⅱ
1.79
537
53700
0.62
Ⅲ
0.83
249
24900
0.29
Ⅳ
1.93
579
57900
0.67
Ⅴ
2.12
636
63600
0.74
各管段设计流量计算如下表:
设计重现期采用1a地面集水时间t1=10min该区域平均径流系数经计算为0.45
管段编号
管长m
排水面积104㎡
管内流行时间min
10020(1+0.56lgP)
q=t+36
设计流量L/s
本段
转输
合计
t2=∑Lv
v
Lv
v
雨水
生活废水
工业废水
总计
1-2
85
1.2
0.0
1.2
0.0
1.88
0.75
217.83
117.63
0.42
20
138.05
2-3
128
1.79
1.2
2.99
1.88
2.37
0.90
209.27
281.57
1.04
30
312.61
3-4
59
0.83
2.99
3.82
4.25
0.86
1.14
199.4
342.77
1.33
90
434.1
4-5
138
1.93
3.82
5.75
5.11
1.95
1.18
196.04
507.25
2.00
90
599.25
5-6
165.5
2.12
5.75
7.87
7.06
188.84
668.79
2.74
125
796.53
注:
表中管内雨水的流速根据水力计算所得,水力计算的管径、坡度结果并未列
出
因为n0=3,5~6管段Qf=92L/s,溢流井转输的总设计流量为Q=(n0+1)Qf
=(3+1)×92=368L/s
则①5点的溢流量为Q0=599.25-368=231.25L/s
②5~6管段的设计流量:
t2=0转输排水面积为0,
10020(1+0.56lg1)
Q5~6=368+0.74+35+10+36×0.45×2.12=611.55L/s
100mm
③由水力计算图,不设溢流井时5~6管段DN900设溢流井时5~6管段DN800比较可知,5~6管段的设计管径可比不设溢流井的设计管径小
例题:
1.已知某工厂最大班职工人数为1000人,其中热车间的工人占25%,使用淋浴人数按70%计。
一般车间的工人占75%,使用淋浴人数按10%计。
该工厂居住人口为4000人,平均污水量为80升/人.日,试求该工厂排出的生活污水总流量为多少?
解:
生活污水总量包括:
居住区生活污水量、工厂生活污水流量、工厂淋浴污水量
(1)
工厂Kh-时变化系数(2.5~3.0)记忆
(3)工厂淋浴水量
C1D1C2D210000.750.14010000.250.760
Q淋==3.75L/s
36003600
故该工厂排出的生活污水总流量Q=8.52+2.71+3.75=14.98L/S
2.自贡市某住宅区有室内上下水道卫生设施,人口密度为500人/公顷,住宅面积为10公顷,区内设
有公共浴室一座,其最大排水量为5升/秒,试求该住宅区排出的生活污水流量。
解:
Q平
npF120500106.94L/s
8640086400
Q居生Q平KZ6.942.1815.13L/s
故该住宅区排出的生活污水总流量Q=15.13+5=20.13L/S
3:
某设计区有40年的降雨资料,每年选取4个雨样,不论年次,仅按降雨强度大小依次排此为160
次,试求排列序号为16所对应的降雨重现期为多少年?
若降雨重现期分别为1a与0.50a,
其排列序号分别为多少?
解:
P
40
16
40
2.5(a)
40
P
1
80
序号m
6ha
t1
400.70(L/s.ha)(b
10min,Ψ=0.56,
0)
m2.0
管段编号
L(m)
d(mm)
v(m/s)
200
400
0.78
380
400
0.83
400
500
0.89
310
600
0.94
解:
Q12q
400.700.563
t0.7
0.563134.08(L/s.ha)
Q23q
4000.56(34)=203.0(3L/s.ha)
10
2200)0.7
20.7860)
Q34q
10
400
2200
20.7860
0.56(346)=247.6(7L/s.ha)
2380)0.7
20.8360)
Q45q
4000.56(346)
2003804000.7
10222)0.7
0.78600.83600.8960
=191.5(9L/s.ha)由于下游管段的流量小于上游管段的流量,故45管段的设计流量采用34管段的设计流量
5:
某设计区采用截流式合流管渠排水系统,4#检查井为溢流井,各街坊的汇水面积及担负的平均工
业污水流量示于图中,该设计区降雨强度公式为:
420
t1422t02)0.71(L/s.ha),t1
10min,
0.55
管段编号
管径(mm)
管长(m)
流速(m/s)
1—2
500
200
0.77
2—3
500
300
0.86
3—4
600
170
0.88
4—5
600
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